复合材料层合板冲击损伤剩余强度分析

民用飞机复合材料结构设计时必须考虑复合材料层合板的冲击损伤.通过试验测量和数值模拟两种方法分析碳纤维增强复合材料层合板低速冲击损伤后的剩余压缩强度,试验采用标准试验规范进行测量,数值模拟分析采用层内渐进损伤模型和层间Cohesive模型模拟分析层合板冲击损伤以及剩余压缩强度.数值模拟与试验结果对比表明,该数值模拟分析方...     

玻璃纤维复合材料层合板冲击后的压缩强度

对不同厚度的二维编织环氧玻璃纤维层合板进行落锤冲击试验及冲击后压缩破坏试验,以研究低速冲击对复合材料层合板剩余压缩强度(CAI)的影响。用透光描影及热揭层方法对冲击损伤形式进行描述。讨论了损伤宽度、损伤面积与冲击能量及剩余压缩强度、模量间的关系,并建立有限元模型,采用开口等效及软化夹杂等分析方法对材料的冲击后压缩强度值进行估算。     

冲头形状对层合板低能量冲击损伤尺寸及剩余压缩强度的影响

为探索冲头形状对层合板低能量冲击损伤尺寸及剩余压缩强度的影响,采用不同形状的冲头对T700/DS1202层合板进行了低能量冲击试验,测量损伤尺寸及其冲击后的剩余压缩强度。结果表明:随着冲击能量等级的增加,锥形冲头造成的损伤更易向深度方向发展,当损伤深度≥0.315 mm时,层合板背部出现裂纹,造成层合板剩余压缩强度退化到90%以下;同时,冲头形状会影响冲击能量门槛值,锥形冲头与圆形冲头的冲击能量门槛值分别为5 J·mm-1、6.67 J·mm-1。     

T300/QY8911复合材料层合板梁动力响应试验研究

本文采用实验方法研究了Ｔ３００／ＱＹ８９１１复合材料层合板梁的固有频率、阻尼和稳态响应行为,并对不同的测量方法进行了讨论。在不同频率外界动荷载激励作用下,测定复合板梁的幅频响应曲线,试件的固有频率和模态阻尼的实测结果与有限元计算结果进行比较。测出的幅频响应曲线,为有限元方法进行复合材料结构应分析时选择合理结构阻尼描述形提供实验依据。     

复合材料层合板低速冲击后的力学性能试验研究

对特定铺层的5224/CF3052平纹织物复合材料层合板进行了低速冲击和冲击后拉伸、压缩及弯曲试验。探讨了层合板在冲击试验过程中的损伤过程、特征和机理;分析了凹坑深度对层合板冲击后拉伸、压缩和弯曲强度的影响规律。结果表明:冲击后拉伸、压缩及弯曲强度降幅分别为60.9%、50.4%及28.4%,冲击后拉伸强度降幅最大,应引起注意。与冲击后压缩试验结果类似,凹坑深度与冲击后拉伸、弯曲剩余强度关系曲线存在拐点现象。     

电热载荷对CFRP复合材料冲击后压缩性能研究

采用实验室电热载荷试验环境与测试平台,测试了CFRP复合材料在多种电流制度下试样的表面温度分布,并获得了CFRP复合材料电阻在不同电流强度下的变化规律,初步揭示了CFRP复合材料的电阻与电流强度之间呈线性递减的关系;对五种不同电流处理的CFRP复合材料进行了冲击后的剩余压缩强度试验(CAI)测试,试验后采用超声C扫描检测、外观检查与断口侧面宏观观察方法对损伤与失效特征进行了对比分析。研究结果表明,CFRP复合材料的剩余压缩强度随通入电流强度的大小呈先保持不变后下降的趋势,当电流超过20A时,试样表面冲击凹坑深度和冲击损伤面积增长较快,分层损伤与纤维断裂现象越来越严重。     

脆性夹心复合材料层合板冲击损伤研究

通过冲击损伤试验，揭示了脆性夹心复合材料层合板的损伤机理，并提出了用于此类结构材料剩余强度预测的一套工程计算方法。     

CFRP层合板冲击后剩余强度及黏弹性能研究

通过对制备的环氧基碳纤维增强复合材料(CFRP)层合板进行低速冲击剩余压缩强度试验研究,分析了CFRP层合板的冲击后剩余性能,然后观察CFRP层合板的冲击凹坑回弹现象,分析CFRP层合板的黏弹性能,深入分析冲击过程中能量的吸收与转化。结果表明：当冲击能量越来越大时,CFRP层合板的损伤越来越严重,其剩余压缩强度越来越低;从凹坑边缘到凹坑中心处,CFRP层合板的应变能密度逐渐增大;凹坑回弹部位位于凹坑中心区域附近,呈现局部突起状,最终凹坑剖面近似于不规则“W”形。     

冲击位置对挖补修理层合板冲击后压缩性能的影响

使用过程中的低速冲击损伤对修理后的复合材料结构同样会造成威胁.设计并进行了复合材料挖补修理结构的低速冲击及冲击后压缩试验,测量了试验件的损伤投影面积和剩余压缩强度,分析了不同冲击位置的影响.结果表明,挖补修理层合板冲击后压缩强度比未修补板的低,挖补层合板对低速冲击位置较为敏感.冲击点离开挖补区一定距离后,挖补对层合板的低速冲击及其继后压缩性能的影响消失.     

复合材料层合板的强度

本文给出了复合材料层合板中各单层板及子层板内力的计算公式，定义了引起脱层的内力及其局部平均层间应力，根据脱层判据可得到由脱层控制的层合板强度，加上最后层破坏理论，得到一个较为完整的层合强度计算方法。     

含脱层的复合材料连接件强度和疲劳试验研究

本文通过试验测定了含脱层的复合材料连接件的挤压强度和疲劳寿命数值,探讨了脱层对挤压强度和疲劳寿命的影响,由试验数据给出了疲劳寿命和脱层直径的函数曲线     

准静态压痕作用下复合材料层合板损伤阻抗与损伤容限实验研究

参照标准实验方法,开展了复合材料层合板对准静态压痕力的损伤阻抗和损伤容限实验研究,获取了接触力、压痕深度、压头位移等实验数据,并对含静压痕损伤层合板进行了剩余压缩强度试验。研究了压痕深度-接触力与剩余压缩强度-压痕深度的变化关系,并讨论了准静态压痕过程中的损伤演变过程和层合板的压缩破坏模式。结果表明:当层合板表面出现目视勉强可见压痕时,初始损伤发生,压痕深度随接触力增大而明显增大,同时剩余压缩强度随压痕深度增加而明显降低;当达到最大接触力时,层合板失去承载能力,背面可看到大量纤维断裂。对于含静压痕损伤的层合板,压缩破坏模式为贯穿损伤区域的层合板断裂。     

纳米SiOx改性PP/POE复合材料冲击性能的研究

研究了纳米氧化硅（SiOx）的添加量和混合工艺对PP／POE改性效果的影响。结果表明，添加少量的纳米SiOx后，复合材料的冲击强度和硬度等性能有明显提高；在共混工艺中，湿法球磨法明显优于干法共混法。     

增强聚氨酯硬泡塑料的冲击性能研究

本文研究了SiO2和纤维增强剂对于聚氨酯硬泡塑料冲击性能的增强效应.试验结果表明,加入SiO2并不能增强聚氨酯硬泡塑料冲击性能.然而以2.5% KH550偶联剂四氢呋喃溶液处理的玻璃纤维作为增强剂,能使聚氨酯硬泡塑料的冲击性能有显著的提高.     

玻璃钢夹砂管树脂砂浆强度优化试验研究

玻璃钢夹砂管作为一种柔性非金属复合材料,力学性能优良,综合经济效益好,在公路涵洞工程具有广阔的应用前景。由于路面长期受重型车辆荷载作用,对埋地管涵的强度有更高的要求,其夹砂层质量尤为重要,而目前众多企业生产的FRPM管夹砂层均存在问题。通过制作不同级配的试样优化夹砂层强度,分别测试其抗折和抗压强度,并采用体视显微镜分析试样的断面形貌特征。结果表明,第4组级配试样的力学性能最优,其石英砂和树脂粘结状态较好,树脂填充密实,为玻璃钢夹砂管的生产质量控制和在公路涵洞工程上的推广与应用提供科学的依据。     

GFRP管钢筋混凝土偏压长柱的试验研究

通过15个GFRP管钢筋混凝土长柱和1个无GFRP管约束的钢筋混凝土柱在偏心受压作用下的试验,研究了其破坏形态及力学性能,并分析了混凝土强度、长径比、偏心距等因素对柱力学性能的影响.试验结果表明,GFRP管的约束作用能有效提高柱的承载力及延性;随着混凝土强度的提高,GFRP管钢筋混凝土柱的承载力和刚度增大;随长径比和偏心距的增大,GFRP管对混凝土的约束效果降低,柱的承载力降低;平截面假定适用于GFRP管钢筋混凝土偏压长柱的计算.     

改性双马体系组成对BMI／T300复合材料性能的影响

本文探讨了改性ＢＭＩ树脂体系中各改性组分对ＢＭＩ／Ｔ３００复合材料基本力不性能和冲击后压缩强度（ＣＡＩ）的影响,获得了具有优异的基本力学性能、较高的ＣＡＩ值。良好的工艺性和较高长期使用温度的改怀ＢＭＩ复合材料体系。